Summary

Medición de la sensibilidad de Caenorhabditis elegans al agonista del receptor de acetilcolina Levamisol

Published: June 07, 2022
doi:

Summary

El presente protocolo describe un ensayo para determinar la respuesta al levamisol, un agonista farmacológico de una clase de receptores de acetilcolina de Caenorhabditis elegans . En este ensayo de natación de levamisol líquido, los investigadores observan visualmente y cuantifican la parálisis dependiente del tiempo de los animales cultivados en placas de 24 pocillos.

Abstract

En la unión neuromuscular (NMJ), la unión del neurotransmisor excitatorio acetilcolina (ACh) a los receptores postsinápticos conduce a la contracción muscular. Al igual que en el músculo esquelético de los vertebrados, se requiere señalización colinérgica en los músculos de la pared corporal del organismo modelo Caenorhabditis elegans para la locomoción. La exposición al levamisol, un agonista farmacológico de una clase de receptores de ACh en los músculos de la pared del cuerpo, causa parálisis dependiente del tiempo de animales salvajes. La sensibilidad alterada al levamisol sugiere defectos en la señalización en la NMJ o en la función muscular. Aquí, se presenta un protocolo para un ensayo de levamisol líquido realizado en C. elegans cultivados en placas de 24 pocillos. La natación vigorosa de los animales en líquido permite la evaluación y cuantificación de la parálisis inducida por levamisol en cientos de gusanos durante un período de una hora sin requerir manipulación física. Este procedimiento se puede utilizar tanto con mutantes de tipo salvaje como con mutantes que tienen sensibilidad alterada al levamisol para demostrar las consecuencias funcionales de la señalización alterada en la NMJ.

Introduction

La activación de los receptores de acetilcolina postsinápticos (AChR) en el músculo esquelético da como resultado una señal eléctrica que conduce a la contracción muscular. La alteración de la función neuromuscular resulta en síndromes miasténicos y distrofias musculares en humanos 1,2,3,4. El nematodo Caenorhabditis elegans se ha utilizado ampliamente para aprender sobre los procesos biológicos fundamentales conservados evolutivamente y los mecanismos de la enfermedad. Los músculos esqueléticos de los vertebrados y los músculos de la pared corporal de C. elegans son funcionalmente equivalentes en el control de la locomoción5. Aquí, se presenta un ensayo simple que se puede usar para comparar C. elegans de tipo salvaje con mutantes que han alterado la señalización neuromuscular o la función muscular.

Las entradas excitatorias e inhibitorias recibidas de las neuronas motoras colinérgicas y GABAérgicas, respectivamente, hacen que los músculos de un lado del cuerpo de C. elegans se contraigan mientras que los músculos del otro lado se relajan, lo que permite la locomoción coordinada6. El levamisol, un agente antihelmíntico utilizado para tratar infecciones parasitarias por nematodos, se une y activa constitutivamente una clase de AChR en los músculos de la pared del cuerpo, lo que resulta en parálisis dependiente del tiempo7. Así, la sensibilidad alterada al levamisol puede ser utilizada para identificar C. elegans con defectos en el equilibrio de la señalización excitatoria e inhibitoria 7,8,9,10,11,12,13,14,15. Por ejemplo, las mutaciones en subunidades del AChR sensible al levamisol (L-AChR), como UNC-63, así como el homólogo de C. elegans de Cubilin, LEV-10, que se requiere para la agrupación de L-AChR en la sinapsis, impactan la señalización excitatoria y dan como resultado resistencia al levamisol 7,8. Las mutaciones en el receptor GABAA UNC-49 reducen la señalización inhibitoria y causan hipersensibilidad al levamisol12.

La hipersensibilidad o resistencia al levamisol se ha evaluado tradicionalmente transfiriendo animales a placas de agar que contienen levamisol y luego pinchando regularmente los gusanos para determinar el punto de tiempo en el que ocurre la parálisis13,14,15. Hemos desarrollado un ensayo de natación de levamisol líquido que elimina la necesidad de manipulación física de los animales y permite la detección de cientos de animales en solo 1 h. Aquí, se describe el uso de este ensayo con animales de tipo salvaje, unc-63 (x26), lev-10 (x17) y unc-49 (e407). Sin embargo, este protocolo también se puede realizar en C. elegans expuestos a ARNi, como se hizo para validar los derribos identificados en una pantalla de ARNi de todo el genoma para la sensibilidad alterada al levamisol11.

Para este ensayo farmacológico, los gusanos se cultivaron hasta la edad adulta en placas de 24 pocillos, se agregaron levamisol 0,4 mM en tampón M9 a cada pocillo, y el número de animales en movimiento se registró cada 5 min durante 1 h. La parálisis inducida por levamisol se observó visualmente a lo largo del tiempo, y después de la finalización del ensayo, se cuantificaron los datos. La evaluación de mutantes junto con C. elegans de tipo salvaje permite a los estudiantes hacer predicciones sobre posibles efectos fenotípicos y luego realizar experimentos para probar sus hipótesis. En conclusión, este ensayo de levamisol líquido simple y económico es una forma ideal de demostrar el impacto de la pérdida de genes específicos en la función de NMJ.

Protocol

1. Preparación de placas para el ensayo de levamisol Preparar los medios del medio de crecimiento de nematodos (NGM) combinando 3 g de NaCl, 2,5 g de peptona y 17 g de agar con 1 L de agua desionizada (DI) en un matraz con una barra de agitación. Después del autoclave, colocar el medio en una placa caliente ajustada a 70 °C y agitar a una velocidad moderada durante 1 h. Agregue 1 ml de 5 mg/ml de colesterol gota a gota para prevenir la precipitación, 1 ml de 1 M CaCl2, 1 ml de 1 M MgSO4 y 25 ml de 1 M pH 6.0 tampón fosfato de potasio a los medios. Transfiera 2 ml de medio NGM a cada pocillo de una placa de 24 pocillos con una pipeta serológica estéril (Figura 1). Deje que las placas se sequen en la mesa de trabajo durante 2 días antes de sembrar con bacterias. Para un almacenamiento a largo plazo, colóquelos a 4 °C. Rayar OP50 E. coli en una placa de caldo de lisogenia (LB) y crecer durante la noche a 37 °C. Recoger una sola colonia OP50 en caldo B (10 g de triptona y 5 g de NaCl en 1 L de DIH2O) y poner el cultivo agitando a 37 °C durante la noche. Usando una pipeta estéril, dejar caer 30 μL de suspensión OP50 sobre el agar en el centro de cada pocillo (Figura 1).NOTA: Asegúrese de no dañar la superficie del agar, ya que esto provocará la madriguera de gusanos. Deje que las placas reposen a temperatura ambiente durante al menos 2 días después de la siembra para permitir que se forme un césped bacteriano.NOTA: Si las bacterias en los pozos centrales no están secas después de 2 días, deje las placas abiertas en la campana durante 20 minutos (Figura 1). Las placas deben verterse y sembrarse con bacterias 1-2 semanas antes del ensayo. 2. Sincronización de C. elegans (día 1) Cultive C. elegans de tipo salvaje, unc-63 (x26), lev-10 (x17) y unc-49 (e407) hasta la edad adulta en placas de 6 cm, preparando al menos ocho placas por cepa. Confirme que hay muchos adultos grávidos no hambrientos en las placas.NOTA: Esto es el doble de placas que se necesitan; Sin embargo, es importante tener placas de respaldo en caso de que el primer lote de huevos se destruya durante el blanqueo. Haga 10x M9 tampón disolviendo 59.6 g de Na2 HPO 4 (dibásico), 29.9 g de KH 2 PO 4 (monobásico), 12.8 gde NaCly2.5g de MgSO 4 en 750 ml de agua DI con agitación. Una vez disuelto, llevar el volumen hasta 1 L y esterilizar el filtro. Diluir 1:10 y autoclave para hacer 1x M9 buffer.NOTA: El búfer 1x M9 se puede hacer con semanas o meses de anticipación. Prepare la solución blanqueadora debajo del capó el día de la sincronización. Mezcle 10 ml de lejía (tabla de materiales), 2.5 ml de NaOH 10 N y 37.5 ml de agua DI en un tubo cónico de 50 ml. Use gafas, guantes y una bata de laboratorio cuando trabaje con la solución blanqueadora. Usando una pipeta de transferencia de plástico, lave los gusanos adultos grávidos de al menos cuatro placas con 1x tampón M9 y transfiéralos a un tubo cónico de 15 ml. Girar a 716 x g durante 1 minuto a temperatura ambiente y, a continuación, retirar el sobrenadante con una pipeta de transferencia. Añadir 10 ml de la solución blanqueadora. Invierta o agite suavemente el tubo durante ~ 4 minutos hasta que la mayoría, pero no todas, las canales de gusanos se hayan disuelto (Figura 1).NOTA: Tenga cuidado de no blanquear demasiado los gusanos, ya que esto destruirá los huevos. Ciertas mutaciones pueden aumentar la dificultad del aislamiento de óvulos. Girar a 716 x g durante 1 min. Vierta la solución de lejía en un solo movimiento; Mientras el tubo no se agite en este punto, los huevos se pegarán al costado del tubo. Agregue 15 ml de 1x tampón M9 e invierta. Girar a 716 x g durante 1 minuto y verter el búfer M9 con un movimiento suave. Realice tres lavados en total con 1x tampón M9, como se describe en el paso 2.9. Después del lavado final, agregue 10 ml de 1x M9 fresco y colóquelo en un rotador durante la noche a 15 ° C para aislar una población sincronizada de animales hambrientos en la etapa de primera larva (L1).NOTA: Antes de colocarlo en el rotador, verifique que haya huevos en el tampón M9. Si no, repita la preparación con placas de respaldo y lejía por un tiempo más corto. 3. Enchapado sincronizado C. elegans (día 2) Imprima un mapa de placas de 24 pocillos y asigne cepas a lugares aleatorios. Cada cepa debe estar representada en la placa de 24 pocillos al menos seis veces. Aproximadamente 24 h después de la preparación de lejía, gire los gusanos L1 hambrientos en tampón M9 a 716 x g durante 1 minuto a temperatura ambiente. Retire ~ 9 ml de tampón M9 con una pipeta de transferencia de plástico, y luego mezcle suavemente los gusanos en etapa larvaria (L1) hambrientos en el tampón M9 restante. Pipetear inmediatamente 3 μL de los gusanos en M9 tampón en un portaobjetos de microscopio y determinar el número de L1s; el número deseado es de 20-30 L1s en 3 μL. Girar hacia abajo y quitar M9 si la concentración de gusanos es demasiado baja, y añadir M9 si la concentración es demasiado alta.NOTA: Compruebe el número de gusanos por 3 μL al menos 2x, invirtiendo el tubo cada vez. Pipet 3 μL de L1s (20-30 gusanos en total) en cada pocillo de acuerdo con el mapa de placas prefabricado (paso 3.1; Figura 1).NOTA: Invierta el tubo con los L1 en M9 con frecuencia para mantener una distribución uniforme de los gusanos, ya que se asentarán en el fondo. Si esto no se hace, algunos pozos tendrán muy pocos gusanos, mientras que otros tendrán demasiados. Además, no perfore el agar con la punta de la pipeta, ya que esto hará que los animales excaven. Deje que los gusanos crezcan hasta la edad adulta durante 3 días a 20 ° C.NOTA: El uso de diferentes temperaturas de crecimiento y ciertas mutaciones puede afectar la velocidad de maduración, así que asegúrese de considerar el ciclo de vida de C. elegans. 4. Realización del ensayo de levamisol (día 5) Imprima una hoja de datos en blanco, que se utilizará para registrar el número de gusanos que se mueven en cada pocillo cada 5 minutos durante 1 h.NOTA: Los estudiantes podrán contar los gusanos en un máximo de 12 pozos cada 5 minutos. Los 12 pozos principales se analizan en la primera hora, y los 12 pozos inferiores se analizan en la hora siguiente. Revise los gusanos en las placas de 24 pocillos. Usando un marcador, haga una “X” en la tapa de la placa sobre cualquier pozo que tenga contaminación, haya muerto de hambre o tenga demasiados gusanos (>40), lo que dificultará el conteo. Haga una solución de levamisol de 0,4 mM agregando 200 μL de material de levamisol de 100 mM a 50 ml de 1x M9. Preparar 100 mM de caldo de levamisol disolviendo 240,76 mg de clorhidrato de levamisol en 10 ml deH2Oy almacénelo a −20 °C.NOTA: Levamisol debe diluirse en M9; la dilución enH2Oacelera la parálisis. Los estudiantes deben usar guantes. La ingestión de altas concentraciones de levamisol es tóxica. Inicie un temporizador y luego, usando una pipeta de transferencia, agregue 1 ml de levamisol de 0.4 mM a los dos primeros pocillos, de modo que los animales naden libremente. Continúe agregando levamisol a los pozos adyacentes, escalonando el tiempo de acuerdo con el número de pozos a ensayar.NOTA: Por ejemplo, si se analizan 10 pozos, el levamisol se agregará de la siguiente manera: pozos 1 y 2 en el momento 0, pozos 3 y 4 después de 1 minuto, pozos 5 y 6 después de 2 minutos, pozos 7 y 8 después de 3 minutos, y pozos 9 y 10 después de 4 minutos. A los 5 minutos, comience a contar manualmente solo el número de gusanos en movimiento en cada pozo, comenzando con el primer pozo, y registre ese número en la hoja de datos (Figura 1). Se pueden usar contadores, pero no son necesarios para determinar con precisión el número de gusanos en movimiento.NOTA: Los estudiantes deben vigilar el temporizador, ya que a veces se retrasarán durante los primeros puntos de tiempo antes de que muchos gusanos se paralicen. El número de puntos de tiempo se puede ajustar, o se pueden analizar menos pozos en cada punto de tiempo si es necesario. Continúe contando el número de gusanos en movimiento en cada pocillo cada 5 minutos durante 1 h.NOTA: La inmersión en M9 induce un movimiento constante de natación en el transcurso de este ensayo de 1 h, lo que elimina la necesidad de pinchar los gusanos para evaluar la parálisis (Figura 2A). La exposición a 0,4 mM de solución de levamisol induce parálisis dependiente del tiempo como se observa al dejar de nadar; Los gusanos que paralizan no se recuperan. Repita los pasos 4.4.-4.6. para el resto de los pozos en el plato. Al final del ensayo, o cuando el tiempo lo permita, registre el número total de gusanos en cada pocillo. 5. Análisis de datos Obtenga el mapa de placas (paso 3.1.) y registre qué cepa corresponde a cada pocillo.NOTA: Debido a la cantidad de datos recopilados, el análisis y la discusión posteriores de los datos tomarán al menos un par de horas. Ingrese los datos en una hoja de cálculo, comenzando con el número total de gusanos en cada pozo y organizando por genotipo. Combinando los datos de los pozos, determine el número de gusanos que se mueven en cada punto de tiempo para cada cepa. Utilice estos datos para crear una “curva de supervivencia” en el software estadístico (Tabla de materiales) para mostrar visualmente la parálisis dependiente del tiempo de la población (Figura 2B). Haga una tabla de datos tal que la columna de la izquierda indique el tiempo y las columnas posteriores contengan los datos de cada cepa. Para cada animal que esté paralizado dentro de los primeros 5 minutos, cree una fila e ingrese un “1” durante 5 minutos. Repita esto para cada punto de tiempo. Para todos los animales que no se paralizan al final del ensayo, ingrese un “0” durante 60 minutos. Realice comparaciones por pares utilizando la prueba de rango logarítmico (Mantel-Cox) en el software estadístico (Tabla de materiales) para determinar si existe una diferencia estadísticamente significativa entre dos cepas diferentes. Para análisis adicionales/alternativos, en lugar de realizar el paso 5.3. y el paso 5.4., determinar el porcentaje de animales que se mueven en cada pocillo en cada punto de tiempo. Trazar el promedio con el error estándar en cada punto de tiempo para todas las cepas ensayadas usando un programa de hoja de cálculo o el software estadístico (Figura 2C).

Representative Results

La señalización a través de los receptores AChRs y GABA permite que los músculos de un lado del cuerpo de C. elegans se contraigan mientras que los músculos del otro lado se relajan, lo que permite la locomoción coordinada 6,16. La unión del levamisol a L-AChRs ionotrópico causa contracción, lo que lleva a la parálisis dependiente del tiempo de los animales salvajes. Aquí, evaluamos la sensibilidad del mutante de tipo salvaje, unc-63 L-AChR, lev-10 L-AChR mutante de agrupamiento y unc-49 GABAA receptor mutante C. elegans a levamisol. Las mutaciones en subunidades de L-AChR, así como en los genes necesarios para el tráfico de L-AChRs a la membrana plasmática muscular, la agrupación de L-AChR postsináptica y la señalización posterior de Ca 2+, causan resistencia a la parálisis inducida por levamisol 7,8,9,10,11,16,17, como se observa en los mutantes unc-63 y lev-10 (Figura2B ,C). La pérdida del canal iónico activado por GABA UNC-49 causó hipersensibilidad al levamisol (Figura 2B,C) debido a la interrupción del equilibrio adecuado de la señalización colinérgica y GABAérgica12. Cuando este ensayo fue realizado recientemente por estudiantes universitarios en un laboratorio de genética avanzada, el 100% de los estudiantes observaron resistencia al levamisol con los mutantes unc-63 y lev-10, mientras que el 88% observó hipersensibilidad al levamisol con el mutante unc-49. Estos datos recopilados con el ensayo de natación de levamisol líquido son consistentes con los fenotipos observados en los ensayos tradicionales de levamisol basados en placas 7,8,11,12,13. Figura 1: Esquema de preparación e implementación del ensayo de levamisol. Se vierten placas NGM de 24 pocillos; 2 días después, OP50 Escherichia coli se siembra en los pozos. C. elegans se sincronizan a través de la preparación de lejía, y los animales en la primera etapa larvaria (L1) para cada cepa a ensayar (tipo salvaje, negro; UNC-63(X26), magenta; Lev-10(x17), verde; UNC-49 (E407), azul) se pipetean en los pozos de acuerdo con un mapa de placas predeterminado al día siguiente. Después de 3 días de crecimiento a 20 ºC, o cuando los animales alcanzan la edad adulta, se agrega levamisol 0,4 mM en tampón M9 a cada pocillo, y el número de animales en movimiento se cuenta cada 5 min durante 1 h. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura. Figura 2: Parálisis inducida por levamisol en C. elegans mutantes de tipo salvaje y representativos. (A) La exposición a levamisol 0,4 mM causa parálisis dependiente del tiempo; esto no se observa para animales que nadan en 1x amortiguador M9 durante 1 h. (B) Parálisis dependiente del tiempo de animales de tipo salvaje (negro), UNC-63 (x26 ) (magenta), lev-10 (x17 ) (verde) y unc-49 (E407) (azul) en el ensayo de natación de levamisol. La pérdida de la subunidad L-AChR UNC-63 o la proteína de agrupamiento L-AChR LEV-10 resultó en resistencia al levamisol, y la pérdida del receptorGABA A UNC-49 causó hipersensibilidad al levamisol. n ≥ 50 por genotipo, p < 0,0001 para todos los mutantes en comparación con el tipo salvaje en este experimento representativo. (C) Utilizando los mismos datos que en el panel (B), se determinó el porcentaje de animales en movimiento en cada punto temporal (promedio de los porcentajes para cada pozo ± SE) para cada cepa. Haga clic aquí para ver una versión más grande de esta figura.

Discussion

La respuesta alterada al levamisol puede identificar los genes necesarios para la señalización colinérgica postsináptica y la función muscular. El protocolo aquí describe un ensayo de levamisol líquido utilizado para cuantificar la parálisis dependiente del tiempo durante un período de tiempo de 1 hora. Los estudiantes hacen predicciones sobre los efectos de ciertas mutaciones genéticas, llevan a cabo un experimento con un gran tamaño de muestra y luego cuantifican sus resultados. Este ensayo es una forma simple y eficiente de cuantificar la parálisis inducida por levamisol sin recoger o pinchar animales, lo que lo hace adecuado para laboratorios de pregrado, así como para investigadores que estudian la transmisión neuromuscular. Aquí se discuten algunos de los escollos más comunes, las limitaciones del ensayo y una variación del protocolo que permite su uso con animales de derribo de ARNi; También se discute aquí cómo este ensayo se puede integrar en una experiencia de investigación de pregrado basada en cursos.

La preparación adecuada de las placas de 24 pocillos es esencial. Primero, los céspedes bacterianos deben estar completamente secos antes de detectar animales L1 en los pozos. Si no se seca lo suficiente, la bacteria se mezcla con la solución de levamisol durante el ensayo, volviendo el líquido turbio y evitando que las personas puedan contar los gusanos. En segundo lugar, al sincronizar los gusanos a través de la preparación de lejía, los animales no deben estar expuestos a la solución de lejía durante demasiado tiempo, ya que esto hará que la capa protectora de los huevos se desintegre. En tercer lugar, es crucial detectar solo 20-30 L1 por pozo, ya que demasiados gusanos en los pozos hacen que sea extremadamente difícil contar con precisión el número que se mueve en el tiempo asignado. Finalmente, es importante mantener una técnica aséptica durante la preparación de las placas, ya que los pozos contaminados no se pueden ensayar.

Hay algunas limitaciones que deben considerarse al realizar este ensayo. Primero, contar el número de gusanos en movimiento en cada pozo cada 5 minutos puede ser abrumador para las personas que carecen de experiencia previa en laboratorio, y esto podría conducir a una recopilación de datos imprecisa. En cuanto a otros ensayos utilizados para determinar la sensibilidad a los medicamentos18,19, este experimento puede realizarse con menos puntos de tiempo. En segundo lugar, el recubrimiento de L1 hambrientos aislados de una preparación de lejía es un método fácil para obtener una población sincronizada; Sin embargo, se deben hacer ajustes si el tiempo de desarrollo difiere entre las cepas que se están analizando. Es posible recoger animales en fase larvaria tardía (L4) en una placa de 24 pocillos para este ensayo; Sin embargo, cuando se preparan muchos platos, esto requiere demasiado trabajo. Alternativamente, se debe determinar el tiempo que tarda cada cepa en alcanzar L4 y luego colocar las L1 en los pozos en diferentes momentos para ajustar las diferencias en la velocidad de maduración. Finalmente, si bien este ensayo puede usarse para identificar nuevos genes importantes para la función muscular postsináptica11, la respuesta alterada de levamisol también puede ser causada por mutación o knockdown de ARNi de genes presinápticos12. Si se observa una sensibilidad alterada al levamisol, se deben realizar experimentos adicionales para determinar la razón de este fenotipo.

Al hacer algunas modificaciones a las placas de 24 pocillos, el ensayo de natación de levamisol descrito también se puede realizar en animales de derribo de ARNi11. La eliminación del gen a través de RNAi se puede lograr alimentando bacterias C. elegans que expresan ARN bicatenario correspondiente al gen de interés20. Para la preparación de placas de RNAi, se debe agregar 1 mL de 1M IPTG y 1 mL de 25 mg/mL de carbenicilina por litro de medio después de retirarlo del autoclave. Los cultivos bacterianos se cultivan recogiendo una sola colonia en 3 ml de caldo LB más 3 μL de 25 mg / ml de carbenicillin, y agitando a 37 ° C durante la noche, y el mapa de placas se realiza cuando se detectan las diferentes bacterias en los pocillos. C. elegans se sincronizan mediante la preparación de lejía como se describe; sin embargo, se debe usar la cepa eri-1 hipersensible de ARNi (mg366) en lugar del tipo salvaje para aumentar la eliminación del gen. Las caídas de ARNi resultan en los mismos fenotipos de levamisol observados para los mutantes de pérdida de función11.

El protocolo presentado aquí se puede utilizar en la investigación de laboratorio, como un experimento independiente en el laboratorio de pregrado, o en las primeras semanas de un curso avanzado de pregrado como una introducción a las técnicas básicas de C. elegans y la función neuromuscular. En un curso más avanzado basado en el descubrimiento, los estudiantes pueden usar este ensayo para determinar si la pérdida de C. elegans homólogos de genes mutados en individuos con síndromes miasténicos, distrofias musculares o miopatías alteran la sensibilidad al levamisol. En conclusión, este ensayo de sensibilidad de levamisol simple y económico proporciona un enfoque práctico para aprender sobre la señalización en el NMJ y adquirir experiencia trabajando con el sistema modelo de C. elegans.

Divulgaciones

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Agradecemos a Riya Dattani y Lauren Hogstrom, quienes recopilaron los datos en la Figura 2B, C ciego al genotipo en el Laboratorio de Genética Avanzada BISC413 (primavera de 2022) en la Universidad de Delaware. Información adicional sobre la experiencia de investigación de pregrado basada en el curso BISC413 (CURE), así como el acceso al manual de laboratorio diseñado por J. Tanis, está disponible a pedido. Las cepas de nematodos fueron proporcionadas por el Centro de Genética Caenorhabditis , que cuenta con el apoyo del NIH-ORIP (P40 OD010440). Este trabajo fue apoyado por un P20 GM103446 Delaware INBRE Mentored CURE Award (a J.E.T.).

Materials

60 mm non-vented, sharp edge Petri Dishes TriTech Research Cat #: T3308
BD Difco Bacto Agar Fisher Scientific Cat#: DF0140-01-0
BioLite 24 Well Multidish Fisher Scientific Cat#:12-556-006
Calcium Chloride Dihydrate Fisher Scientific Cat#: BP510-500
Cholesterol MP Biomedicals Cat#: 02101382-CF
eri-1(mg366) Caenorhabditis Genetics Center (CGC) GR1373
Gibco Bacto Peptone Fisher Scientific Cat#: DF0118-17-0
Gibco Bacto Tryptone Fisher Scientific Cat#: DF0123-17-3
GraphPad Prism (Statistical software) GraphPad Software, Inc.
lev-10(x17) Caenorhabditis Genetics Center (CGC) ZZ17
Levamisole hydrochloride Fisher Scientific Cat#: AC187870100
Low Splash Regular Bleach – 121oz – up & up Target Search target.com
Magnesium Sulfate Heptahydrate Fisher Scientific Cat#: BP213-1
Microsoft Excel Microsoft, Inc
N2 wild type Caenorhabditis Genetics Center (CGC) Bristol N2
OP50 E. coli Caenorhabditis Genetics Center (CGC) OP50
Potassium Phosphate Dibasic Fisher Scientific Cat#: BP363-1
Potassium Phosphate Monobasic Fisher Scientific Cat#: BP362-500
Sodium Chloride (NaCl) Fisher Scientific Cat#: BP358-1
Sodium Hydroxide 10N Fisher Scientific Cat#: SS255-1
Sodium Phosphate Dibasic Fisher Scientific Cat#: BP332-1
unc-49(e407) Caenorhabditis Genetics Center (CGC) CB407
unc-63(x26) Caenorhabditis Genetics Center (CGC) ZZ26

Referencias

  1. Engel, A. G., Shen, X. M., Selcen, D., Sine, S. M. Congenital myasthenic syndromes: Pathogenesis, diagnosis, and treatment. The Lancet Neurology. 14 (4), 420-434 (2015).
  2. Mahjneh, I., Lochmüller, H., Muntoni, F., Abicht, A. DOK7 limb-girdle myasthenic syndrome mimicking congenital muscular dystrophy. Neuromuscular Disorders. 23 (1), 36-42 (2013).
  3. Rodríguez Cruz, P. M., et al. Congenital myopathies with secondary neuromuscular transmission defects; A case report and review of the literature. Neuromuscular Disorders. 24 (12), 1103-1110 (2014).
  4. Montagnese, F., et al. Two patients with GMPPB mutation: The overlapping phenotypes of limb-girdle myasthenic syndrome and limb-girdle muscular dystrophy dystroglycanopathy. Muscle and Nerve. 56 (2), 334-340 (2017).
  5. Gieseler, K., Qadota, H., Benian, G. M. Development, structure, and maintenance of C. elegans body wall muscle. WormBook. , 1-59 (2017).
  6. Richmond, J. E., Jorgensen, E. M. One GABA and two acetylcholine receptors function at the C. elegans neuromuscular junction. Nature Neuroscience. 2 (9), 791-797 (1999).
  7. Lewis, J. A., Wu, C. H., Berg, H., Levine, J. H. The genetics of levamisole resistance in the nematode Caenorhabditis elegans. Genética. 95 (4), 905-928 (1980).
  8. Gally, C., Eimer, S., Richmond, J. E., Bessereau, J. L. A transmembrane protein required for acetylcholine receptor clustering in Caenorhabditis elegans. Nature. 431 (7008), 578-582 (2004).
  9. Eimer, S., et al. Regulation of nicotinic receptor trafficking by the transmembrane Golgi protein UNC-50. The EMBO Journal. 26 (20), 4313-4323 (2007).
  10. Gendrel, M., Rapti, G., Richmond, J. E., Bessereau, J. L. A secreted complement-control-related protein ensures acetylcholine receptor clustering. Nature. 461 (7266), 992-996 (2009).
  11. Chaya, T., et al. A C. elegans genome-wide RNAi screen for altered levamisole sensitivity identifies genes required for muscle function. G3: Genes, Genomes, Genetics. 11 (4), 047 (2021).
  12. Vashlishan, A. B., et al. An RNAi screen identifies genes that regulate GABA synapses. Neuron. 58 (3), 346-361 (2008).
  13. Krajacic, P., Pistilli, E. E., Tanis, J. E., Khurana, T. S., Lamitina, S. T. FER-1/Dysferlin promotes cholinergic signaling at the neuromuscular junction in C. elegans and mice. Biology Open. 2 (11), 1245-1252 (2013).
  14. Gottschalk, A., et al. Identification and characterization of novel nicotinic receptor-associated proteins in Caenorhabditis elegans. The EMBO Journal. 24 (14), 2566-2578 (2005).
  15. Loria, P. M., Hodgkin, J., Hobert, O. A conserved postsynaptic transmembrane protein affecting neuromuscular signaling in Caenorhabditis elegans. The Journal of Neuroscience. 24 (9), 2191-2201 (2004).
  16. Treinin, M., Jin, Y. Cholinergic transmission in C. elegans: Functions, diversity, and maturation of ACh-activated ion channels. Journal of Neurochemistry. 158 (6), 1274-1291 (2021).
  17. Rapti, G., Richmond, J., Bessereau, J. L. A single immunoglobulin-domain protein required for clustering acetylcholine receptors in C. elegans. The EMBO Journal. 30 (4), 706-718 (2011).
  18. Kim, S., Sieburth, D. A receptor tyrosine kinase network regulates neuromuscular function in response to oxidative stress in Caenorhabditis elegans. Genética. 211 (4), 1283-1295 (2019).
  19. Oh, K., Kim, H. Aldicarb-induced paralysis assay to determine defects in synaptic transmission in Caenorhabditis elegans. Bio-Protocol. 7 (14), 2400 (2017).
  20. Timmons, L., Court, D. L., Fire, A. Ingestion of bacterially expressed dsRNAs can produce specific and potent genetic interference in Caenorhabditis elegans. Gene. 263 (1-2), 103-112 (2001).

Play Video

Citar este artículo
Davis, A. N., Tanis, J. E. Measuring Caenorhabditis elegans Sensitivity to the Acetylcholine Receptor Agonist Levamisole. J. Vis. Exp. (184), e64056, doi:10.3791/64056 (2022).

View Video